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機械的・化学的粉砕による非平衡遷移金属微粒子の作製

研究課題

研究課題/領域番号 06452323
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

隅山 兼治 (隅山 謙治)  東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70101243)

研究分担者 今野 豊彦  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90260447)
櫻井 雅樹  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80235225)
柴田 薫  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60183836)
神山 智明  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90005926)
鈴木 謙爾  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005861)
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
1995年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1994年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワードメカニカルミリング / リーチング / 超音波粉砕 / 非平衡相 / 金属微粒子 / 磁性 / 水酸化ゲル / 熱分析 / 非平衡微粒子 / 強磁性体 / EXAFS / メカニカル・アロイング / 遷移金属合金 / 希土類金属合金
研究概要

本研究では、メカニカルミリングと化学反応の複合プロセスを用い、各プロセス単独では達成できないナノスケールの非平衡金属・化合物微粒子を創製することをめざした。その結果の要約は次の通りである。
(1)メカニカルミリング・リーチング複合プロセス
メカニカルミリング(機械的粉砕・こね合わせ)法を用い、非平衡前駆体bcc Ni-Al、α Mn-Al、bcc Ru-Al、bcc Ni-Fe-Al、bcc Cu-Fe-Al合金粉砕を作製した後、アルカリ溶液でAlをリーチング(浸出)した。X線回折によれば、非平衡構造が維持されているが、Cu-Fe微粒子にはbcc相と酸化物(Fe0)が共存している。示査熱分析により非平衡相から平衡相へ相変化することを確認した。磁気測定によれば、bcc Ni、bcc Ruは常磁性、α-Mn、bcc Ni-Fe (25at%Fe)は強磁性を示し、非平衡金属合金ナノ微粒子が作製できことが明らかになった。
(2)機械的エネルギー付加による化学溶液の分解過程の促進
超音波粉砕機を用い、カルボニルFe化合物を分解してFe微粒子を作製することを試みた。X線回折によれば、Fe微粒子はアモルファス構造を有し、磁気測定によれば、微粒子の磁化は非常に小さい。化学分析の結果、酸素が検出されカルボニルFe化合物の分解が不十分であることを示唆している。
(3)メカニカルミリングによる混合ゲル溶液の均質化
Al_2O_3とTiO_2水酸化物の混合ゲル溶液をメカニカルミリングした後、Al核のNMR、Ti-Ka吸収端のEXAFSを測定した。ナイトシフト、吸収端の変化よりAl-O-Tiの結合が促進されることが明らかになった。
尚、上記(1)、(3)に関して、以下のような興味ある成果が得られているが、(2)については、今後プロセスの改良を行う必要がある。

報告書

(3件)
  • 1995 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] K. J. Kim: "Structure and Magnetic Properties of Fe_4N-Fe Alloys Produced by Mechanical Milling," J. Alloys and Compounds. 203. 169-176 (1994)

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  • [文献書誌] K. J. Kim: "Formation of Nanocrystalline and Amorphous Phases in Cu_<80>P_<20>, Ni_<82>P_<18> and Cu_<87>Ni_<13> Mechanically Alloyed Systems," J. Non-Cryst. Solids. 168. 232-246 (1994)

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  • [文献書誌] S. A. Makhlouf: "Metastable bcc and Amorphous Ni Produced by Mechanical Alloying and Chemical Leaching," Mater. Sci. Eng.A181/182. 1184-1189 (1994)

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  • [文献書誌] K. Sumiyama: "Non-Equilibrium Phase Formation and Valence Fluctuation in Immiscible Ce-Yb Alloys Produced by Mechanical Milling and Sputtering," Mater. Sci. Eng.A181/182. 1268-1271 (1994)

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  • [文献書誌] K. J. Kim: "Martensitic Transformation of Mechanically Ground γ'-Fe_4N" Mater. Sci. Eng.A181/182. 1271-1276 (1994)

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  • [文献書誌] Y. Xu: "Nanocrystalline B2 Type Ru_<40>Al_<60> and Ru Powders Produced by Mechanical Alloying and Leaching," Nano Structured Materials. 4. 437-444 (1994)

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  • [文献書誌] Y. Kojima: "Comparison of Mechanical Complexation and Themal Behaviour of Metal, Oxide and Hydrogel Mixtures of the Al-Ti-O System," Int. J. Mechanochemistry and Mechanical Alloying. 1. 32-41 (1994)

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  • [文献書誌] K. J. Kim: "Structure and Magnetic Properties of Mechanically Ground ε-Fe_<2.3>N" Jpn. J. Appl. Phys.33. 6539-6541 (1994)

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  • [文献書誌] M. S. El-Eskandarany: "Mechanism of Solid Gas Reaction for Formation of Metastable Niobium Nitride Alloy Powders by Reactive Ball Milling," J. Mat. Res.9. 2891-2898 (1994)

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  • [文献書誌] K. J. Kim: "Ferromagnetic α-Mn-Type Mn-Al Alloys Produced by Mechanical Alloying," J. Alloys & Compounds. 217. 48-51 (1995)

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  • [文献書誌] M. S. El-Eskandarany: "Mechanically Assisted Solid State Hydrogenation for Formation of Nanocrystallne NiTiH_3 Alloy Powders," J. Alloys & Compounds. 218. 36-43 (1995)

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  • [文献書誌] K. J. Kim: "Ferromagnetic α-Mn Type Mn-Al Alloys Produced by Mechanochemical Methods" J. Magn. & Magn. Mat.140-144. 49-50 (1995)

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  • [文献書誌] M. S. El-Eskandarany: "Mechanical Solid State Reaction for Synthesis of β-SiC Powders," J. Mat. Res.10. 659-667 (1995)

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  • [文献書誌] K. Suzuki: "Control of Structure and Formation of Amorphous and Nonequilibrium Crystalline Materials by Mechanical Milling," Mat. Trans. JIM. 36. 188-197 (1995)

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  • [文献書誌] Y. Kojima: "An NMR Study on the Mechanochemical Interaction between Al and Ti in Metals and Hydrogels," J. Alloys & Compounds. 227. 97-101 (1995)

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  • [文献書誌] Y. Kojima: "Mechanics of Al and Titania Hydrogel Complex Formation via a Mechanical Route," to be published in J. Mat. Res.

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  • [文献書誌] K.J.Kim, K.Sumiyama, H.Onodera and K.Suzuki: "Structure and Magnetic Properties of Fe_4N-Fe Alloys Produced by Mechanical Milling" J.Alloys and Compounds. 203. 169-176 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.J.Kim, K.Sumiyama and K.Suzuki: "Formation of Nanocrystalline and Amorphous Phases in Cu_<80>P_<20>, Ni_<82>P_<18> and Cu_<87>Ni_<13> Mechanically Alloyed Systems" J.Non-Cryst. Solids. 168. 232-240 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.A.Makhlouf, K.Sumiyama, E.Ivanov, H.Yamauchi, T.Hihara and K.Suzuki: "Metastable bcc and Amorphous Ni Produced by Mechanical Alloying and Chemical Leaching" Mater. Sci. Eng.A181/182. 1184-1189 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sumiyama, K.Yanai, E.Ivanov, H.Yamauchi and K.Suzuki: "Non-Equilibrium Phase Formation and Valence Fluctuation in Immiscible Ce-Yb Alloys Produced by Mechanical Milling and Sputtering." Mater. Sci. Eng. A181/182. 1268-1271 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.J.Kim, K.Sumiyama, K.Shibata and K.Suzuki: "Martensitic Transformation of Mechanically Ground gamma'-Fe_4N" Mater. Sci. Eng.A181/182. 1272-1276 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Xu, S.A.Makhlouf, E.Ivanov, K.Wakoh, K.sumiyama and K.Suzuki: "Nanocrystalline B2 Type Ru_<40>Al_<60> and Ru Powders Produced by Mechanical Alloying and Leaching" NanoStructured Materials. 4. 437-444 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kojima, T.Isobe, M.Senna, M.Sherif El-Eskandarany, K.Sumiyama and K.Suzuki: "Comparison of Mechanical Complexation and Thermal Behavior of Metal, Oxide and Hydrogel Mixtures of the Al-Ti-O System" Int. J.Mechanochemistry and Mechnical Alloying. 1. 32-41 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.J.Kim, K.Sumiyama, H.Onodera and K.Suzuki: "Structure and Magnetic Properties of Mechanically Ground epsilon-Fe_<2.3>N" Jpn. J.Appl. Phys.33. 6539-6541 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.S.El-Eskandarany, K.Sumiyama, K.Aoki, T.Masumato and K.Suzuki: "Mechanism of Solid Gas Reaction for Formation of Metastable Niobium Nitride Alloy Powders by Reactive Ball Milling" J.Mat.Res.9. 2891-2898 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.J.Kim, K.Sumiyama and K.Suzuki: "Ferromagnetic alpha-Mn-Type Mn-Al Alloys Produced by Mechanical Alloying" J.Alloys & Compounds. 217. 48-51 (1995)

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    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.S.El-Eskandarany, H.A.Ahmed, K.Sumiyama and K.Suzuki: "Mechanically Assisted Solid State Hydrogenation for Formation of Nanocrystallne NiTiH_3 Alloy Powders" J.Alloys and Compounds. 218. 36-43 (1995)

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    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.J.Kim, K.Sumiyama and K.Suzuki: "Ferromagnetic alpha-Mn Type Mn-Al Alloys Produced by Mechanochemical Methods" J.Magn. & Magn. Mat.140-144. 49-50 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.S.El-Eskandarany, K.Sumiyama and K.Suzuki: "Mechanical Solid State Reaction for Synthesis of beta-SiC Powders" J.Mat. Res.10. 659-667 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Suzuki and K.Sumiyama: "Control of Structure and Formation of Amorphous and Nonequilibrium Crystalline Materials by Mechanical Milling" Mat. Trans. JIM.36. 188-197 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kojima, M.Senna, T.Shinohara, S.Ono, K.Sumiyama and K.Suzuki: "An NMR Study on the Mechanochemical Interaction between Al and Ti in Metals and Hydrogels" J.Alloys & Compounds. 227. 97-101 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kojima, T.Isobe, M.Senna, T.Shinohara, S.Ono, K.Sumiyama and K.Suzuki: "Mechanics of Al and Titania Hydrogel Complex Formation via Mechanical Route" to be published in J.Mat. Res.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.J.Kim,K.Sumiyama and K.Suzuki: "Ferromagnetic α-Mn・Type Mn-Al Alloys Produad by Mechanical Alloying." J.Alloys & Compounds. 217. 48-51 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.S.El・Eskandarany,H.A.Ahmed,K.Sumiyama and K.Suzuki: "Mechanically Assisted Solid State Hydrogenation for Formation of Nanocrystallne NiTiH_3" J.Alloys & Compounds. 218. 36-43 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.J.Kim,K.Sumiyama and K.Suzuki: "Ferromagnetic α-Mn Type Mn-Al Alloys Produced by Mechanochemical Methods." J.Magn.& Magn.Mat.140〜144. 49-50 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.S.El-EsKandarany,K.Sumiyama and K.Suzuki: "Mechanical Solid State Reaction for Synthesis of β-SiC Powders." J.Mat.Res.10. 659-667 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kojima,M.Souna,T.Shinohara,S.Ono,K.Sumiyama and K.Suzuki.: "An NMR Study on the Mechanochemical Interaction between Al and Ti in Metals and Hydrogels." J.Alloys & Compounds. 227. 97-101 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kyu-Jin Kim: "Structure and Magnetic Properties of Fe_4N-Fe Alloys Produced by Mechanical Milling" J.Alloys and Compounds. 203. 169-176 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kyu-Jin Kim: "Formation of Nanocrystalline and Amorphous Phases in Cu_<80>P_<20>,Ni_<82>P_<18> and Cu_<87>Ni_<13> Mechanically Alloyed Systems" J.Non-Cryst.Solids. 168. 232-240 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Salah A.Makhlouf: "Metastable bcc and Amorphous Ni Produced by Mechanical Alloying and Chemical Leaching" Mater.Sci.Eng.A181/A182. 1184-1189 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kyu-Jin Kim: "Martensitic Transfomation of Mechanically Ground γ'-Fe_4N" Mater,Sci.Eng.A181/A182. 1272-1276 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kenji Sumiyama: "Non-EquilibriumPhase Formation and Valence Fluctuation in Immiscible Ce-Yb Alloys Produced by Mechanical Milling and Sputtering" Mater.Sci.Eng.

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yingfan Xu: "Nanocrystalline B2 Type Ru_<40>Al_<60> and Ru Powders Produced by Mechanical Alloying and Leaching" NanoStructured Materials. 4. 437-444 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yuumi Kojima: "Comparison of Mechanical Complexation and Thermal Behaviour of Metal,Oxide and Hydrogel Mixtures of the Al-Ti-O System" Int.J.Mechanochemistry and Mechanical Alloying. 1. 32-42 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kyu-Jin Kim: "Structure and Magnetic Properties of Mechanically Ground ε Fe_<2.3>N" Jpn.J.Appl.Phys.33. 6539-6541 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoaki Kamiyama: "Formation of-β-SiC Nano-Clusters in Si-Ti-C-O fiber" 粉体および粉末治金. 41. 795-798 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio Nasu: "Structural Changes in B2 CoZr Compound During Amorphization Process by Mechanical Milling" Mater.Sci.Eng.A181/A182. 1330-1334 (1994)

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      1994 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sherif El-Eskandarany: "Synthesis of Amorphous Al-Based Alloy Powders by Mechanical Alloying and Mechanical Disordering" Sci.Rep.RITU. A39. 103-119 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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